(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータへ電力を供給する直流電源と、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下方向に付勢し、かつ上方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記モータの駆動力により前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させ、かつ圧縮した前記打込みバネを解放することにより前記プランジャを下方向に駆動するバネ圧縮駆動部とを具備する留め具打込機において、
留め具の打込み操作に応答して、オンまたはオフの通常の第１の状態から、オフまたはオンの第２の状態へスイッチする第１の操作スイッチおよび第２の操作スイッチと、前記バネ圧縮駆動部のプランジャ動作を検知するための動作検知スイッチと、前記第１の操作スイッチ、前記第２の操作スイッチおよび前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの運転および停止を制御し、かつ運転中の前記モータの回転速度を制御するコントローラと、を設け、
前記コントローラは、前記プランジャが下死点側へ移動した後に前記モータの駆動力によって再び上死点側の初期状態の所定位置へ移動するときに、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの回転速度を所定値以下に減速させ、かつ減速させた前記モータを停止させるように構成したことを特徴とする留め具打込機。
【請求項２】
前記コントローラは、前記動作検知スイッチの第１の検出信号に基づいて前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させ、前記動作検知スイッチの第２の検出信号に基づいて前記モータを停止させることを特徴とする請求項１に記載された留め具打込機。
【請求項３】
前記コントローラは、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータへ供給する前記直流電源をパルス状電圧に変換して電力を調整することによって前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された留め具打込機。
【請求項４】
前記コントローラは、前記モータの回転速度を検出する速度検出手段を有し、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記速度検出手段の速度検出信号に応答して前記パルス状電圧のパルス幅を変調することによって前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させることを特徴とする請求項３に記載された留め具打込機。
【請求項５】
前記プランジャを下死点から上死点側の初期状態に移動させるために必要な時間が２００ミリ秒乃至１秒の範囲内になるように、前記コントローラは前記モータの回転速度を前記所定値以下に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載された留め具打込機。
【請求項６】
前記第１の操作スイッチはトリガスイッチで、前記第２の操作スイッチはプッシュスイッチであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載された留め具打込機。
【請求項７】
前記直流電源は半導体スイッチング素子を介して前記モータへ電力を供給し、前記コントローラは、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて前記半導体スイッチング素子をオンまたはオフにスイッチングさせることによって、前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載された留め具打込機。
【請求項８】
前記バネ圧縮駆動部は、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達し、または切断するクラッチを具備し、該クラッチが伝達状態にあるとき、前記モータの駆動力によって前記回転体を所定回転角度まで回転させることにより前記打込みバネを圧縮し、前記回転体が前記所定回転角度に達したときに、前記クラッチを前記伝達状態から前記切断状態に切換えることによって、圧縮された前記打込みバネを解放して前記プランジャを下死点に移動させ、しかる後に前記クラッチを再び前記伝達状態にして前記モータの駆動力によって前記回転体を上死点側の初期状態へ回転させるように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載された留め具打込機。
【請求項９】
前記コントローラは、前記プランジャの初期状態における停止位置が上死点における高さの半分以上の高さとなるように、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの回転速度を所定値以下に減速させ、かつ減速させた前記モータを停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載された留め具打込機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、釘、鋲、ステープル等の留め具を被打込み部材に打込むための留め具打込機に関し、特に、圧縮バネによって付勢されたプランジャを解放してプランジャに取り付けられたブレードに打撃力を与えることによって留め具を打込むバネ駆動式留め具打込機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータによって駆動力が与えられるバネ駆動式留め具打込機が公知である。この種のバネ駆動式留め具打込機は、バネによって付勢されたプランジャをバネの付勢力に抗して打込み方向の下死点側より上死点側へ電動モータの駆動力によって押上げ、引続いて、そのプランジャを上死点側より下死点側へ開放することによって、加速されたプランジャで釘等の留め具を被打込み部材に打込むものである。
【０００３】
かかるバネ駆動式留め具打込機では、電動モータと減速歯車を組合せた動力伝達機構によりプランジャを上死点側に移動させ、上死点側よりプランジャを下死点側へ解放して釘（留め具）を打込んだ後に、再び、電動モータの駆動力によりプランジャを初期状態の所定位置に移動させ、一方向クラッチ等の逆回転防止機構により、その所定位置でモータの駆動を停止させて打込みサイクルを終了させる必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近時、バネ駆動式留め具打込機において、より大きな釘を打込み可能とするために打込みバネによるプランジャへの付勢力、すなわちバネエネルギーを大きくして打込み打撃力を増大させることが要求されている。
【０００５】
しかし、バネエネルギーを大きくすると、バネの大きな付勢力に抗して電動モータの回転速度、すなわちバネの圧縮速度を速くすることによって、プランジャを下死点側から上死点側まで速く移動し、かつ打込み後に所定位置に停止させなければならない。ところが、バネの圧縮速度を速くすると、電動モータと減速歯車等の機械損の経時変化、一方向クラッチによる停止時のモータ回転速度のばらつきに起因してモータや動力伝達機構の回転惰性による下死点からのプランジャの停止位置、すなわちバネの圧縮距離にばらつきを生じることになる。打込みサイクルにおけるプランジャの停止位置のばらつきは、次の打込みサイクルにおけるバネ圧縮時間のばらつきの原因となる。
【０００６】
また、プランジャを初期状態の位置に停止させる際、一回の打込みサイクルにおける操作スイッチの操作により、二発の誤打込みをしないように、停止位置は、ばらつきを含めて、プランジャが圧縮バネから解放される上死点側の打込み開始位置を絶対に越えないようにしなければならないので、停止位置のばらつきを考慮して打込み開始位置より直前の下死点側位置に設定する必要がある。ところが、従来技術に従ってバネエネルギーを大きくすれば、バネの圧縮時間のばらつき、およびバネの圧縮時間が長くなるので、打込みフィーリングおよび打込み効率を悪化させることになる。
【０００７】
従って、本発明の一つの目的は、上記問題点を解消し、プランジャの停止位置のばらつきを抑制し、打込みフィーリングを向上させたバネ駆動式留め具打込機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、信頼性の高いバネ駆動式留め具打込機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
本発明の一つの特徴によれば、モータと、前記モータへ電力を供給する直流電源と、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下方向に付勢し、かつ上方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記モータの駆動力により前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させ、かつ圧縮した前記打込みバネを解放することにより前記プランジャを下方向に駆動するバネ圧縮駆動部とを具備する留め具打込機において、留め具の打込み操作に応答して、オンまたはオフの通常の第１の状態から、オフまたはオンの第２の状態へスイッチする第１の操作スイッチおよび第２の操作スイッチと、前記バネ圧縮駆動部のプランジャ動作を検知するための動作検知スイッチと、前記第１の操作スイッチ、前記第２の操作スイッチおよび前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの運転および停止を制御し、かつ運転中の前記モータの回転速度を制御するコントローラと、を設け、前記コントローラは、前記プランジャが下死点側へ移動した後に前記モータの駆動力によって再び上死点側の初期状態の所定位置へ移動するときに、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの回転速度を所定値以下に減速させ、かつ減速させた前記モータを停止させるように構成する。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、前記コントローラは、前記動作検知スイッチの第１の検出信号に基づいて前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させ、前記動作検知スイッチの第２の検出信号に基づいて前記モータを停止させるように構成する。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記コントローラは、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータへ供給する前記直流電源をパルス状電圧に変換して電力を調整することによって前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させるように構成する。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記コントローラは、前記モータの回転速度を検出する速度検出手段を有し、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記速度検出手段の速度検出信号に応答して前記パルス状電圧のパルス幅を変調することによって前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させるように構成する。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記プランジャを下死点から上死点側の初期状態に移動させるために必要な時間が２００ミリ秒乃至１秒の範囲内になるように、前記コントローラは前記モータの回転速度を前記所定値以下に制御するように構成する。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の操作スイッチはトリガスイッチで、前記第２の操作スイッチはプッシュスイッチである。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記直流電源は半導体スイッチング素子を介して前記モータへ電力を供給し、前記コントローラは、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて前記半導体スイッチング素子をオンまたはオフにスイッチングさせることによって、前記モータの回転速度を前記所定値以下に減速させるように構成する。
【００１７】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バネ圧縮駆動部は、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達し、または切断するクラッチを具備し、該クラッチが伝達状態にあるとき、前記モータの駆動力によって前記回転体を所定回転角度まで回転させることにより前記打込みバネを圧縮し、前記回転体が前記所定回転角度に達したときに、前記クラッチを前記伝達状態から前記切断状態に切換えることによって、圧縮された前記打込みバネを解放して前記プランジャを下死点に移動させ、しかる後に前記クラッチを再び前記伝達状態にして前記モータの駆動力によって前記回転体を上死点側の初期状態へ回転させるように構成する。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記コントローラは、前記プランジャの初期状態における停止位置が上死点における高さの半分以上の高さとなるように、前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて、前記モータの回転速度を所定値以下に減速させ、かつ減速させた前記モータを停止させるように構成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の上記留め具打込機によれば、打込み後のバネの圧縮時に、途中からモータを減速し停止させるので、モータの停止後の回転惰性によるバネの圧縮量を減少させることができる。これにより、プランジャの停止位置を精度よく、かつ短時間に、初期状態の所定位置に制御することができる。したがって、打込み終了後の打込みバネを、打込み開始位置の直前に最大限に圧縮することができ、打込み前のバネ圧縮時間を短縮できる。また、打込み操作スイッチの操作（動作）から実際の打込みまでの時間を短縮することができる。その結果、打込みフィーリングを向上させ、かつ作業効率を向上させることができる。さらに、バネを減速するまでは、高速でバネを圧縮できるので、打込み後の圧縮時間を短縮できるので、特に、多くの釘を一連の動作で打込む連発モード動作時において、タイムラグが少ない打込みフィーリングに優れ、かつ誤動作のない留め具打込機を提供できる。
【００２０】
また、前記コントローラは、動作検知スイッチの第１の検出信号に基づいてモータの回転速度を所定値以下に減速させ、動作検知スイッチの第２の検出信号に基づいてモータを停止させるように制御するので、電池パック（蓄電池）のエネルギーを有効に使用することができる。
【００２１】
さらに、前記コントローラは、モータの回転数が所定値以下になるように、モータを減速させるので、プランジャの停止位置を精度よく制御し、打込みフィーリングをより向上させることができる。
【００２２】
さらにまた、モータがプランジャを下死点から上死点側の打込み開始位置まで、バネを圧縮させつつ移動させるために必要な時間を２００ミリ秒乃至１秒の範囲内に制御するので、連発モード動作時の打込みフィーリングを著しく向上させることができる。
【００２３】
本発明の上記およびその他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面からさらに明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係るバネ駆動式の留め具打込機について図面を参照して説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明に係る留め具打込機に関する以下の説明では、留め具が打込まれる水平方向を、便宜上、上下方向として表現するが、特別な実施形態または意図に限定されるものではない。留め具が打込まれる方向を垂直方向に設置した状態でも同様に表現することができ、留め具が打込まれる方向は、いずれも本発明の要旨を限定するものではない。
【００２５】
［留め具打込機の組立構成について］
図１乃至図１２は、実施形態に係る留め具打込機の構造図および回路図を示す。最初に、図１乃至図３を参照して留め具打込機の全体の組立構成について説明する。
【００２６】
留め具打込機１は、胴体ハウジング部２と、胴体ハウジング部２から分岐して設けられたハンドルハウジング部３と、ハンドルハウジング部３の端部に着脱可能に装着され、電動モータ７（図２および図３参照）に電気的接続される電池パック（蓄電池）４と、胴体ハウジング部２における留め具の打込方向の先端側（下端側）に設けられたノーズ（射出部）５と、連結された留め具である釘２３を装填し、ノーズ５の射出部通路５ａ内に留め具２３を一本毎に供給するためのマガジン６とを具備する。
【００２７】
胴体ハウジング部２は、プランジャ８と、プランジャ８に打撃力（弾発力）を与えるための打込みバネ（コイルバネ）９と、モータ７と、モータ７の回転を減速して大きなトルクを得るための減速機構部８０（図３参照）と、モータ７によって駆動され、前記打込みバネ９を圧縮および解放を行うためのバネ圧縮解放機構部８１（以下、単に「バネ圧縮駆動部」と称する）（図３参照）と、後述するコントローラ（制御回路装置）５０（図１１参照）とを内蔵している。バネ圧縮駆動部８１は、後述するように、ワイアまたはロープ（巻上接続線）１６と、ドラム（回転体）１３と、ドラムフック２２と、ピン支持プレート２１と、動力伝達ピン１７と、ガイドプレート１８とを具備する。
【００２８】
ハンドルハウジング部３は、図１に示されるように、胴体ハウジング部２の側面を基端部として胴体ハウジング部２の外周面から延出されており、その基端部には、モータ７（図２参照）およびコントローラ５０に電気的接続されてモータ７の起動を制御するトリガ１０を有するトリガスイッチ５４が設けられている。ハンドルハウジング部３の端部に設置される電池パック４は、ハンドルハウジング部３内に配された配線によりモータ７およびコントローラ５０に電力を供給する。なお、モータの制御回路装置５０は、モータ７の電流をオンまたはオフするための半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）（図示なし）を搭載し、また、図３に示すように、減速機構部８１の回転出力軸１９（ドラム１３）の回転角からプランジャ８の動作を検知し、モータ７の停止を制御する動作検知スイッチ（停止スイッチ）５６（図１１参照）を具備している。動作検知スイッチ５６は、図３に示されるように、ガイドプレート１８（胴体ハウジング部２）に固定されたスイッチ部５６ａと、回転出力軸１９に設置されて回転出力軸１９の所定の回転角で前記スイッチ部をオンまたはオフさせる回転押圧部（カム部）５６ｂとを含むマイクロスイッチによって構成され、そのオンまたはオフの検知信号はコントローラ５０（図１１参照）に入力される。
【００２９】
図１に示すように、マガジン６は、ノーズ５に位置する一端からハンドルハウジング部３に位置する他端に延在するように設けられている。マガジン６内には留め具である釘２３が多数本マガジン６の延在方向に連接するように装填されており、連接釘２３は、その最端部が常にノーズ５の射出部通路５ａ内に位置するように、給送部材６ａによってノーズ５側に押圧されている。これによって、射出部通路５ａ内に位置する釘２３は、後述するように、ブレード８ａの先端部がノーズ５の射出部通路５ａ内に移動する際、ブレード８ａの先端部により打撃を受け、ノーズ５の射出部通路５ａより押し出されて被打込み部材（図示なし）に打ち込まれる。また、ノーズ５の射出部通路５ａの長さを打込み釘の長さより長くすることにより、打撃される釘が被打込み部材に接触するまでプランジャ８（ブレード８ａ）を加速させ、これによって、強い打撃力を釘２３に与えることができる。ノーズ５の先端には、ノーズ５の先端が実質的に被打込み部材に当接したことを検知するためのプッシュスイッチ（プッシュレバー）５５が設けられており、コントローラ５０（図１１参照）において、プッシュスイッチ５５は、トリガ１０の操作を検知するトリガスイッチ５４と共にモータ駆動を制御する操作スイッチとして機能し、コントローラ５０にオンまたはオフの制御信号を入力する。
【００３０】
図１に示されるように、プランジャ８は、胴体ハウジング部２内の上死点側と下死点側との間の上方向Ａまたは下方向Ｂで上下移動可能に配置されている。プランジャ８はブレード（ドライバビット）８ａを有し、プランジャ本体８が下死点側（方向Ｂ）に移動したとき、ブレード８ａの先端は、ノーズ５内に画成された釘２３が装填される射出通路部５ａの先端まで延びる。プランジャ８のプランジャプレート８ｂの上死点側上面部と後述するバネ圧縮駆動部８１を囲む壁部２ａとの間には、コイルバネ９が圧縮される状態で設置されている。後述するバネ圧縮駆動部８１によるワイア１６の巻上げ動作によってプランジャ８が上死点側へ巻上げられると、バネ９は、圧縮され、プランジャ８を下死点側方向（打込方向）Ｂに対して、より強い付勢力で押圧する。
【００３１】
図３に示されるように、減速機構部８０は、モータ７に連係して設けられ、モータ７の回転出力軸７ａに取り付けられた第１のプーリー１４と、ベルト４０と、第２のプーリー１５と、遊星ギア１１とから構成されている。第１のプーリー１４と第２のプーリー１５は、モータ７の回転出力軸７ａの回転を第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａにおいてより減速させる第１の減速部を構成する。遊星ギア１１は、第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａに連係された３段の遊星ギア部を含み、第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａの回転を遊星ギア１１の回転出力軸１９においてより減速させる第２の減速部を構成する。後述するように、ドラム１３は、遊星ギア１１（第２の減速部）の回転出力軸１９に得られる減速された回転力によって駆動され、ワイア１６を巻上げてプランジャ８を上死点側へ移動させる。この減速機構部８０により、モータ７の回転出力軸７ａにおける回転をドラム１３の回転軸１９において減速するので、その減速した分、ドラム１３の回転軸１９においてモータ７のトルク（回転力）を増幅できる。このため、モータ７として小型のモータを適用してバネ９の圧縮機構部を構成することができる。例えば、モータ７の回転出力軸７ａとドラム１３の回転軸１９（減速機構部８０の回転出力軸１９）との減速比は１５０〜３００である。
【００３２】
図３に示されるように、モータ７の回転出力軸７ａの他端には、胴体ハウジング部２の取付部２ｂに固定された一方向クラッチ（逆回転防止機構）２４が設置されている。一方向クラッチ２４は、後述するように、モータ７（ドラム１３）が正回転方向（Ａ方向）のみに回転することを許容し、逆回転方向（Ｂ方向）の回転を禁止するために設けられるものである。すなわち、モータ７の回転出力軸７ａに、ドラム１３がワイア１６を巻上げる方向Ａとは逆方向Ｂに回転させるようなトルクが加わった場合、そのような逆回転トルクに打勝って、逆方向Ｂの回転を阻止する機能を持たせるものである。勿論、正方向Ａの回転トルクが加わった場合は、損失トルク以上のトルクに対しては、正方向Ａの回転（空転）を許容する。一方向クラッチ２４としては、コロ式（ローラ式）クラッチまたはラチェット式クラッチを適用できる。
【００３３】
［バネ圧縮駆動部８１の組立構成について］
図４乃至図６に示されるように、バネ９の圧縮および解放を行うためのバネ圧縮駆動部８１は、遊星ギア１１の回転出力軸１９の一端を支承するガイドプレート１８と、ピン支持プレート２１と、ドラムフック２２と、ドラム１３と、ピン支持プレート２１にスライド可能に支持された動力伝達ピン１７と、ドラム１３およびプランジャ８を連結するワイア１６とから構成される。
【００３４】
バネ圧縮駆動部８１は、ドラム１３がモータ７の駆動力により所定方向Ａに基準状態（回転角度０度）から所定の回転角度（例えば、２７０度）へ回転しながらワイア１６を巻上げて打込みバネ９を圧縮させる機能を持ち、さらにドラム１３が所定回転角度２７０度に達すると、減速機構部８０の回転出力軸１９とドラム１３の回転軸との結合を切断し、ドラム１３を回転出力軸１９に回転フリーに支持して、逆回転方向Ｂの回転を可能にする機能を有する。ドラム１３が回転フリーに支持されると、バネ９の付勢力によりドラム１３は逆回転方向Ｂに回転し、圧縮されたバネ９が急激に解放され、そのバネエネルギーによって、プランジャ８のブレード８ａは釘２３を打撃する。すなわち、バネ圧縮駆動部８１は、減速機構部８０の回転出力軸１９に得られたモータ駆動力を、ドラム１３に伝達してバネ９を圧縮するか、またはモータ駆動力の伝達を切断して、圧縮されたバネ９を解放する機能を持つ。
【００３５】
バネ圧縮駆動部８１について図４乃至図６を参照してさらに詳細に説明するならば、巻上接続線として一例として使用されるワイア１６は、複数の金属線材を束ねて構成されており、しなやかさと強度を兼ね備えている。ワイア１６の表面には樹脂がコーティングされており、ワイア１６と接触するドラム溝部（谷部）１３ｂの部材等の磨耗を防止している。ドラムフック２２の円筒部の外周面は、ドラム１３の中心穴に圧入され、ドラムフック２２とドラム１３が一体化されている。ドラムフック２２の円筒部の内周面にはベアリング（例えば、ボールベアリング）２２ｂが圧入され、ベアリング２２ｂは回転出力軸１９に設置されている。これにより、ドラム１３およびドラムフック２２は、両者一体となって、回転出力軸１９に対し回動可能に支持される。
【００３６】
動力伝達ピン１７は、ピン支持プレート２１と係合するピンスライド部（溝部）１７ａと、ドラムフック２２のフック部２２ａに係合するピン引掛け部１７ｂとを有する。ピンスライド部１７ａは、ピン支持プレート２１が有するピン支持スライド部２１ａにスライド可能に係合される。また、動力伝達ピン１７は、その側端面がガイドプレート１８のガイド溝１８ａ内の壁部に当接するように設置され、動力伝達ピン１７の移動方向および移動量は、ガイド溝１８ａの平面形状によって制御される。動力伝達ピン１７の他端面であるピン引掛け部１７ｂは、回転出力軸１９の軸方向においてフック部２２ａの高さと同じ高さに設置されており、ピン支持プレート２１と同期して動力伝達ピン１７が回転したときは、ピン引掛け部１７ｂとフック部２２ａが係合する。ピン支持プレート２１は、キー溝２１ｂを有し、回転出力軸１９に設けたキー２０にキー溝２１ｂを係止させ、回転出力軸１９、ピン支持プレート２１および動力伝達ピン１７の三者は、常に同期して回転するように構成されている。
【００３７】
［バネ圧縮駆動部８１の動作について］
図７乃至図１０は、バネ圧縮駆動部８１が動作している場合のドラム１３の回転状態を示す。なお、図７乃至図１０では、説明の便宜上、圧入によってドラムフック２２に結合されたドラム１３を外した状態が示されている。
【００３８】
図７は、ドラムフック２２のフック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が基準状態で、回転角が０度の位置にある場合を示す。この基準状態では、プランジャ８が下死点側に停止している。図８は、フック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が正回転方向Ａに約１３５度回転したときの状態を、図９は、フック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が正回転方向Ａに約２７０度回転したときの状態をそれぞれ示し、図１０は、フック部２２ａがピン引掛け部１７ｂとの係合から解放されて、バネ９によるプランジャ８への付勢力によりドラム１３が逆回転方向Ｂに逆回転している状態を示す。
【００３９】
以上の構成により、バネ９によってバネ付勢させたプランジャ８を、モータ７、減速機構部８０およびバネ圧縮駆動部８１の動作によって、バネ９によるバネ付勢力（弾発力）に抗して上死点側の所定位置へ押し上げ、しかる後、バネ圧縮駆動部８１の動作によって所定の上死点位置まで圧縮したバネ９を解放し、解放時に得られる弾発力（打撃力）をプランジャ８に取り付けられたブレード８ａに作用させ、ブレード８ａから、マガジン６に装填された釘２３へ、打撃力を与えることができる。これによって、ノーズ５より被打込み部材に向けて釘２３を打込むことができる。次に、バネ圧縮駆動部８１の動作について図７乃至図１０を参照してさらに詳細に説明する。
【００４０】
プランジャ８（図１参照）が下死点側に停止している基準状態では、プランジャ８は、バネ９の付勢力によって下死点側へ押し付けられており、ワイア１６を巻上げるドラム１３を駆動するピン引掛け部１７ｂは、図７に示すように、例えば、基準位置にある。作業者が、打込機１のハンドルハウジング部３を把持し、トリガ１０を引込んでトリガスイッチ５４をオンさせ、かつノーズ５の先端に設けられたプッシュスイッチ５５を被打込み部材に押し付けると、後述するコントローラ５０の機能によって、電池パック４からモータ７へ電力が供給され、モータ７（図２および図３参照）が正回転方向Ａに回転する。図３に示すように、モータ７の回転力は、回転出力軸７ａに取り付けられた第１のプーリー１４および第２のプーリー１５と、第１のプーリー１４および第２のプーリー１５間に巻き掛けられたベルト４０とによって構成された第１の減速部の回転出力軸１５ａに伝達され、また３段の遊星ギア１１で構成する第２の減速部によって回転出力軸１９に伝達される。さらに、回転力は、回転出力軸１９に機械的に結合されたピン支持プレート２１および動力伝達ピン１７へ伝達される。このとき、モータ７は正回転方向Ａに回転するので、一方向クラッチ２４が空転し、モータ７の正回転方向Ａの回転を許容する。
【００４１】
図７に示すように、バネ圧縮駆動部８１の基準状態では、動力伝達ピン１７とフック部２２ａは係合している。このため、ピン支持プレート２１が、モータ７の回転力を受けて回転すると、ドラムフック２２およびドラム１３が正回転方向Ａに回転し、ドラム１３は、その外周面に設けたドラム谷部１３ｂにワイア１６をドラム１３の正回転方向Ａに巻込む。ワイア１６がＡ方向にドラム１３へ巻込まれると、ワイア１６の端部に結合されたプランジャ８は、バネ９の付勢力に抗して上死点側へ押し上げられ、上死点側へ移動しつつ、プランジャプレート８ｂに結合されたバネ９を、より大きな付勢力に抗して圧縮する。
【００４２】
図８は、フック部２２ａが図７に示す基準位置から約１３５度回転した状態を示す。ピン支持プレート２１の回転に同期してドラム１３も約１３５度回転して、ワイア１６が巻込まれバネ９が圧縮される。モータ７の回転に基づいて、ピン支持プレート２１が、図８に示す１３５度回転した状態から図９に示す約２７０度回転した状態へ回転するにしたがい、ガイド溝１８ａの内周壁部を規定するガイド突起部１８ｂに動力伝達ピン１７の側端部が接触するようになる。ガイド突起部１８ｂは、平面形状が回転軸中心から径方向に約５〜１５ｍｍ膨らんだ、ほぼ楕円形状を有しており、ピン支持プレート２１が回転するにしたがい、動力伝達ピン１７はガイド突起部１８ｂの外形形状に沿って回転軸１９より遠のく径方向へと移動する。
【００４３】
ピン支持プレート２１が、図７の基準状態より、図９の約２７０度に回転した状態になると、動力伝達ピン１７が径方向に約５〜１５ｍｍ移動し、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの引掛り（係合）が外れる。図９に示すように、ドラム１３が初期状態から約２７０度回転したときに、プランジャ８は、ワイア１６によって上死点側の最高位置（図１３の（ｈ）参照）まで吊り上げられて、バネ９が最も圧縮された状態となる。
【００４４】
図９に示すような約２７０度回転した状態で、動力伝達ピン１７とフック部２２aの引掛りが外れると、圧縮されたバネ９が開放され、バネ９の解放力（弾発力）によってプランジャ８を下死点側へ移動させる。図１０に示すように、プランジャ８が下死点側へ移動すると、ワイア１６に引っ張られてドラム１３およびドラムフック２２が、回転軸１９の正回転方向Ａとは逆方向Ｂへ回転を開始する。
【００４５】
圧縮されたバネ９の解放力によってドラム１３が方向Ｂへ逆回転し、プランジャ８が下死点へ到達すると、プランジャ８に取り付けられたブレード８ａは、ノーズ５の射出部通路５ａを貫通して、釘２３を被打込み部材へ打込むことができる。打込みと同時にドラム１３が基準状態へ戻ると、ドラム１３のドラムダンパ係合部１３ａは図２に示すドラムダンパ１３ｃと係合し、ドラム１３およびドラムフック２２が図７に示したように、基準位置で再び係合することになる。
【００４６】
後述するように、釘２３が打込まれた後も、コントローラ５０によって、モータ７は所定時間駆動されるので、動力伝達ピン１７とフック部２２ａが再係合することによって、ドラム１３が方向Ａへ再び正回転し、ワイア１６を巻込み、プランジャ８を所定の位置まで移動し、バネ９が所定の付勢力を持つようにバネ９を圧縮する。本実施態様によれば、ドラム１３の回転角度が約１５０度まで回転すると動作検知スイッチ５６の検出信号に基づいてモータ７の運転を減速させ、かつドラム１３を低速回転させた後に停止させることにより、一方向クラッチ２４（図３参照）が逆回転方向Ｂの回転を阻止するので、打込みサイクルにおける最後のドラム１３の回転は、約２００度の位置で停止し、次の打込みサイクルの初期状態となる。
【００４７】
後述するように、モータ７を停止するタイミングは、動作検知スイッチ５６（図３参照）が、打込み後にドラム１３の正回転方向Ａにおける所定の回転角度を検知した後に行う。このタイミングは、モータ７が停止しても、モータ７の回転子（図示なし）、遊星ギア１１、回転出力軸１９等の回転慣性により、ドラム１３は回り続けようとするので、前述のようにドラム１３が回転し、プランジャ８を押上げてバネ９をさらに圧縮しながら停止する。
【００４８】
［コントローラ５０の回路構成について］
次に、コントローラ５０の回路構成について、図１１を参照して説明する。
【００４９】
電池パック４の電池は、例えば、リチウムイオン二次電池からなり、モータ７（例えば、直流モータ）およびコントローラ５０に電力を供給する電源Ｖｃｃとなる。モータ７と電池パック４との間には、互いに直列接続された第１の半導体スイッチング素子５１および第２の半導体スイッチング素子５２が電気的接続されている。例えば、半導体スイッチング素子５１および５２には、Ｎチャンネルの絶縁ゲート型ＦＥＴが適用できる。以下の説明では、第１の半導体スイッチング素子５１および第２の半導体スイッチング素子５２を、それぞれ第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２として記載する。直列接続された一対の第１ＦＥＴ５１および第ＦＥＴ５２の使用によって、どちらか一方の半導体スイッチング素子が熱的破壊等で導通状態に故障しても、不用意な釘の打込み動作を防止できるので、冗長性を高めて高信頼度を得ることができる。コントローラ５０の電源スイッチ６４は、電源スイッチ５９の操作を検知する電源スイッチ検知回路６３の出力によってオンまたはオフに制御され、コントローラ５０への電源を供給または遮断する。
【００５０】
また、コントローラ５０は、第１ＦＥＴ５１を駆動するための第１ＦＥＴ駆動回路６１および第２ＦＥＴ５２を駆動するための第２ＦＥＴ駆動回路６２と、モータ７の回転速度をモータの起電力として検出するモータ電圧検知回路６９と、電源の投入、電池残量、単発／連発モード、および釘残量のそれぞれを表示する表示回路７０と、上記第１ＦＥＴ駆動回路６１の制御信号を形成するための論理回路６０と、上記マガジン６のノーズ部５側端部において給送部材６ａに係合するように設けられ、マガシン６に装填された連接釘２３の残量（例えば、残量０〜５本）を検出する釘残量センサスイッチ５８と、釘残量センサスイッチ５８の出力を検知する検知回路６８と、電源スイッチ５９の投入より所定時間（例えば、１５分）を経過したか否かをカウントする１５分タイマ回路６５と、を具備する。
【００５１】
さらに、コントローラ５０はマイコン５３を具備する。マイコン５３の制御信号として入力される信号は、電池パック４の電圧を検出する電圧検出回路６７と、トリガ１０の引込み操作を検知するトリガスイッチ５４と、ノーズ部５を被打込み部材へプッシュしたか否かの操作を検知するプッシュスイッチ５５と、釘打込み後、ドラム１３の回転が所定の回転角度に復帰したかを検出する動作検知スイッチ（停止スイッチ）５６と、ドラム１３の正回転方向Ａの回転が打込み回転角度（例えば、２７０度）まで回転したことを検出する打込検知スイッチ５７と、単発または連発の釘打込みモードを選択するモードスイッチ６６とからそれぞれ出力される信号である。動作検知スイッチ５６は、釘打込み後に、バネ９の付勢力に抗してプランジャ８が適度な上死点側位置に停止させるように、モータ７の運転を停止させるために設けられる。
【００５２】
マイコン５３は、上記各種の操作スイッチおよび検知回路の入力信号に基づいて、第２ＦＥＴ駆動回路６２へ制御信号を出力し、モータ７の回転制御を適切に行うと同時に、表示回路７０へ各種の表示信号を出力する。また、マイコン５３は、トリガスイッチ５４、プッシュスイッチ５５、モードスイッチ６６からの入力信号がある場合には、１５分タイマ回路６５にカウントリセット信号を出力する。１５分タイマ回路６５は、電源スイッチ６４のオン動作によりコントローラ電源が投入されると、同時に自動的にカウントを開始して１５分経過すると電源スイッチ検知回路６３にコントローラ電源スイッチ６４をオフするよう信号を出力してコントローラの電源を切るように構成されている。
【００５３】
一方、第２ＦＥＴ駆動回路６２および表示回路７０には、マガジン６内の釘残量が少なくなったことを検知する釘残量センサ５８の検知回路６８の出力信号が入力される。釘残量が少なくなった場合、釘が無くなったときの空打込みを事前に防止するために、第２ＦＥＴ駆動回路６２は第２ＦＥＴ５２をオンさせないように制御し、表示回路７０は釘残量が少ないことを表示する。
【００５４】
論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１は、第１の制御系回路を形成し、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５からの入力信号に基づいて、第１ＦＥＴ５１をオンまたはオフに制御する。また、マイコン５３および第２ＦＥＴ駆動回路６２は、第２の制御系回路を形成し、第２ＦＥＴ５２を制御する。第１の制御系回路によって第１ＦＥＴ５１をオン状態に制御する時間は、上記第２の制御系回路によって第２ＦＥＴをオン状態に制御する時間より長く設定される。
【００５５】
［第１の制御系回路の回路例について］
上記論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１より構成される第１の制御系回路の具体的な回路例を図１２に示す。なお、図１２において、第２ＦＥＴ５２を制御する第２ＦＥＴ駆動回路６２およびその他の回路は省略している。
【００５６】
図１２に示されるように、論理回路６０は、アンド論理回路１６０およびオフ遅延回路２６０から構成されている。論理回路６０の入力部を構成するトリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５は、それらの一端がコントローラ電源Ｖｃｃに接続され、それらの他端が抵抗５４１および５５１を介してグランドに接続されている。抵抗５４１とトリガスイッチ５４との接続点は、マイコン５３およびダイオード１６１のカソードに接続されており、トリガスイッチ５４のオンまたはオフに応答して、電源電位Ｖｃｃまたはグランド電位となり、マイコン５３はトリガスイッチ５４の動作を検知できる。さらに、ダイオード１６１のアノードは、抵抗１６３を介して電源Ｖｃｃに接続され、またオペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）およびダイオード１６２のアノードに接続されている。抵抗１６３の抵抗値は、抵抗５４１に比べて大きい値に設定されており（抵抗５４１の抵抗値の約１０倍）、トリガスイッチ５４がオフ時では、マイコン５３の端子には、電源電圧Ｖｃｃの１０分の一以下の電圧が印加されるので、マイコン５３はオフ状態と認識することができる。トリガスイッチ５４がオン時には、マイコン５３の入力端子には電圧Ｖｃｃが印加されるので、マイコン５３は、トリガスイッチ５４がオン状態と認識することができる。プッシュスイッチ５５、抵抗５５１およびダイオード１６２が形成する入力回路についてもトリガスイッチ５４の入力回路と同様に動作する。
【００５７】
オペアンプ１６６の反転入力端子（−）は、抵抗１６４を介して電源電圧Ｖｃｃに、また抵抗１６５を介してグランドにそれぞれ接続されている。これによって、オペアンプ１６６の反転入力端子（−）には、電圧Ｖｃｃの抵抗１６４と抵抗１６５の分圧比倍の電圧が印加され、分圧電圧は電源電圧Ｖｃｃのほぼ中間電圧に設定される。従って、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５のいずれか一方がオフの場合、抵抗５４１および抵抗５５１の一方、もしくは両方を介してグランドに電流が流れるので、オペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）は、反転入力端子（−）より小さい電圧が印加され、オペアンプ１６６はロー（Ｌｏｗ）レベルを出力する。
【００５８】
逆に、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５の両者がオン状態の場合、ダイオード１６１およびダイオード１６２のカソード端子は電源電圧Ｖｃｃとなるので、ダイオード１６１およびダイオード１６２は共に非導通状態にバイアスされる。その結果、オペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）には抵抗１６３を介して電源電圧Ｖｃｃに近い入力電圧が供給され、オペアンプ１６６はハイ（Ｈｉｇｈ）レベルを出力する。このようにして、アンド論理回路１６０は、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５のスイッチ状態のアンド論理を出力する。
【００５９】
オフ遅延回路２６０は、入力用ダイオード２６１と、充電用抵抗２６２と、アンド論理回路１６０のハイレベルの出力電圧を蓄積するためのコンデンサ２６３と、放電用抵抗２６４とを具備する。充電用抵抗２６２とコンデンサ２６３の時定数は、放電用抵抗２６４とコンデンサ２６３の時定数に比べて小さく設定されている。
【００６０】
アンド論理回路１６０がハイレベルの電圧を出力すると、ダイオード２６１および充電用抵抗２６２を介してコンデンサ２６３が比較的速やかに充電され、ハイレベルの出力電圧を出力する。このときの遅延時間はできるだけ短いほうが望ましいが、１０ｍｓから５０ｍｓ程度が適当である。一方、アンド論理回路１６０がローレベルの電圧を出力すると、コンデンサ２６３の電荷は抵抗２６４を介して放電されるが、上述のように、その放電時定数は大きいので遅延時間が長くなる。その遅延時間は１ｓ以下に設定され、特に、１００ｍｓから５００ｍｓの範囲に設定することが望ましい。さらに、この遅延時間は、後述する打込み後のバネ圧縮時間より長い時間に設定される。
【００６１】
第１ＦＥＴ駆動回路６１は、ＰＮＰ型トランジスタ６１４およびＮＰＮ型トランジスタ６１２を具備する。第１ＦＥＴ５１のゲート（制御電極）には分圧抵抗器６１５および６１６が接続され、トランジスタ６１４の負荷抵抗を形成している。トランジスタ６１４がオン状態になれば、第１ＦＥＴ５１がオンするように構成されている。トランジスタ６１４のベースにはベース電流制限用抵抗６１３を通じてＮＰＮ型トランジスタ６１２のコレクタが接続される。ＮＰＮ型トランジスタ６１２のベースはベース電流制限用抵抗６１１を介して前述のオフ遅延回路２６０の出力に接続され、トランジスタ６１２のエミッタはグランドに接続されている。この回路構成により、論理回路６０がハイレベルの電圧を出力するとき、ＮＰＮ型トランジスタ６１２およびＰＮＰ型トランジスタ６１４がオンして、第１ＦＥＴ５１がオンするように動作する。
【００６２】
このような論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１から構成された第１の制御系回路は、オフ遅延回路２６０を有するので、トリガスイッチ５４またはプッシュスイッチ５５のいずれかの操作スイッチ（実施例ではプッシュスイッチ５５）がオフしても、直ちに第１ＦＥＴ５１をオフさせることなく、所定時間Ｔｈ（図１３参照）の間、第１ＦＥＴ５１をオン状態に保持する機能を持つ。これにより、釘打込み後の該所定時間Ｔｈ内おいても、第１ＦＥＴ５１がオン状態に保持されるので、モータ７を駆動して打込みバネ９を圧縮しながらプランジャ８を釘打込み前の所定位置に設定するものである。
【００６３】
［第２の制御系回路の回路例について］
次に、マイコン５３および第２ＦＥＴ駆動回路６２から構成された第２の制御系回路の具体的な回路例について、再び図１２を参照して説明する。第２ＦＥＴ駆動回路６２は、ＰＮＰ型トランジスタ６２４およびＮＰＮ型トランジスタ６２２とを具備する。第２ＦＥＴ５２のゲートには分圧抵抗器６２５および６２６が接続され、トランジスタ６２４の負荷抵抗を形成している。トランジスタ６２４のオン動作により第２ＦＥＴ５２がオンするように構成されている。トランジスタ６２４のベースにはベース電流制限用抵抗器６２３を通じてＮＰＮ型トランジスタ６２２のコレクタが接続される。
【００６４】
ＮＰＮ型トランジスタ６２２のベースは、ベース電流制限用抵抗器６２１を介して、釘残量検知回路６８の出力に接続され、トランジスタ６２２のエミッタはマイコン５３に接続されている。釘残量検知回路６８は、釘の残量がある場合にはハイ（Ｈｉｇｈ）レベルを出力し、釘の残量が少ないか無い場合にはロー（Ｌｏｗ）レベルを出力するように構成されている。この回路構成により、釘残量検知回路６８の出力がハイレベルの場合で、トリガスイッチ５４、プッシュスイッチ５５、および動作検知スイッチ５６に応答してマイコン５３の出力がローレベルのとき、ＮＰＮ型トランジスタ６２２およびＰＮＰ型トランジスタ６２４がオンして、第２ＦＥＴ５２がオンするように動作する。
【００６５】
一方、ＮＰＮ型トランジスタ６２２のエミッタには、動作検知スイッチ５６がスイッチされたとき、動作検知スイッチ５６の検知信号に応答してマイコン５３からパルス電圧が供給される。マイコン５３は、動作検知スイッチ５６のスイッチ信号に基づいて、例えば、５０Ｈｚのパルス周波数でＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）可能なパルス電圧をＮＰＮ型トランジスタ６２２のエミッタに供給し、これによって、第２ＦＥＴ５２をスイッチングさせ、モータ７をパルス駆動させる。その結果、モータ７は、第２ＦＥＴ５２によるＰＷＭ制御により速度制御され、減速される。このモータのパルス駆動方式には、周知の技術を適用することができる。
【００６６】
［コントローラ５０の動作について］
次に、図１３に示したタイムチャートを参照してコントローラ５０の動作について説明する。打込み前（時刻ｔ０以前）の初期状態において、図１３の（ｅ）に示すように、バネ圧縮駆動部８１のドラム１３は、図７に示した基準状態（０度の状態）から約２００度回転した状態で止まっている。最初に、時刻ｔ０においてトリガスイッチ５４がオンされる。次に、時刻ｔ１において、プッシュスイッチ５５がオンされると、上述したアンド論理回路１６０の入力はトリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５が共にオン状態となるので、その出力は遅延回路２６０によって遅延され、論理回路６０の出力はハイレベルの出力電圧に変化する。その結果、第１ＦＥＴ駆動回路６１のトランジスタ６１２および６１４はオン状態となり、第１ＦＥＴ５１をオンさせる。
【００６７】
一方、第２の制御系回路を構成するマイコン５３も、トリガスイッチ５４とプッシュスイッチ５５のオン状態を検知して、第２ＦＥＴ駆動回路を介して第２ＦＥＴ５２をオンさせる。これによって、時刻ｔ１において第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２の両者はオン状態にスイッチングされるので、モータ７には、電池パック４より電力が供給され、回転を開始する。モータ７が回転すると、モータ７の駆動力が上述した減速機構部８０を介してバネ圧縮駆動部８１のドラム１３に伝達され、ドラム１３が、ワイア１６を巻上げる正回転方向Ａに回転し、ワイア１６を介してプランジャ８を引っ張り上げてバネ９を圧縮する。
【００６８】
時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、ドラム１３が図７に示した基準状態から約２７０度回転し、プランジャ８が上死点Ｐｍに近い打込み開始位置に移動すると、時刻ｔ２において、図９に示したように、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの係合が外れ、ドラム１３は、モータ７の駆動力を受けることなく、回転軸１９に対して回転フリーの状態となる。つまり、ドラム１３は、バネ圧縮駆動部８１のクラッチ機能によりモータ駆動力の回転出力軸１９より分離される。なお、図１３の時刻ｔ１〜時刻ｔ２の時間は、打込みフィーリングに影響するので、２００ｍｓ以下とすることが望ましく、本発明によれば、例えば、１００ｍｓ以下に設定することができる。
【００６９】
この結果、時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、バネ９で圧縮されたプランジャ８が開放され、バネ９の付勢力によってプランジャ８のブレード８ａは釘２３を打撃し、被打込み部材へ打込む。このときに、時刻ｔ２においてドラム１３に設けられたドラムダンパ衝突部１３ａ（図２参照）により打込検知スイッチ５７をオン状態とし、釘２３の打込み時を検知する。
【００７０】
釘打込み後の時刻ｔ３において、バネ圧縮駆動部８１の動力伝達ピン１７とフック部２２ａが再係合し、モータ７の駆動力を出力する回転出力軸１９がドラム１３に機械的結合される。このとき、第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２は、共にオン状態にあるので、モータ７の運転を維持し、ドラム１３をワイア巻上げ方向Ａに回転させ、バネ９を再圧縮させる。バネ９を再圧縮していき、ドラム１３が基準状態から約１５０度まで圧縮すると、時刻ｔ４において、回転押圧部５６ｂが動作検知スイッチをオンする。
【００７１】
時刻ｔ４において、動作検知スイッチ５６がオンすると（図１３の（ｇ）参照）、マイコン５３はオン信号の立上りエッヂを第１の検出信号として受信し、第２ＦＥＴ５２を約５０Ｈｚのパルス電圧で駆動し、かつＰＷＭ制御を開始する。
【００７２】
引続く時刻ｔ４〜時刻ｔ５のＰＷＭ制御において、マイコン５３は、第２ＦＥＴ５２のオフ時間中に、モータ電圧検知回路６９の入力に基づきモータ７の電圧すなわち回転数を算出する。そして、モータ７の回転数が所定値（設定値）以下になるようにＰＩ制御（比例積分制御）によりＰＷＭ制御のデューティーを決定し、第２ＦＥＴ駆動回路６２を介して第２ＦＥＴ５２を所定時間オンするようにパルス駆動させる。さらなるＰＩ制御の繰り返しによりモータ７の回転数を検知してデューティーを決定し、第２ＦＥＴ５２を所定時間オンさせることによってモータ７を減速させる。
【００７３】
さらに、時刻ｔ５において、ドラム１３が基準状態から約１９０度付近まで圧縮すると、ドラムダンパ衝突部１３ａが動作検知スイッチ５６をオフする。マイコン５３は、動作検知スイッチ５６のオフ時の立下りエッヂを第２の検出信号として受信し、第２ＦＥＴ駆動回路６２を介して第２ＦＥＴ５２をオフして、モータ７への通電を停止させる。
【００７４】
時刻ｔ５においてモータ７の通電が停止しても、減速機構部８０、バネ圧縮駆動部８１、ドラム１３等の若干の回転惰性により、ドラム１３は、図１３の（ｅ）に示すように、回り続けて、それによりプランジャ８は、図１３の（ｈ）に示すように、上死点側へさらに移動し、バネ９をさらに圧縮する。
【００７５】
時刻ｔ６において、回転惰性による回転速度が０になると、ドラム１３は、バネ９の付勢力によって、逆転方向Ｂに回転させられようとするが、ドラム１３は、一方向クラッチ２４の逆転防止機能によりプランジャ８を引っ張った状態で停止、保持される。その結果、ドラム１３は初期状態の回転角の約２００度で停止し（図１３の（ｅ）参照）、またプランジャ８は初期状態の所定位置（圧縮開始位置）Ｐｈで停止する（図１３の（ｈ）参照）。そして、時刻ｔ６でプッシュスイッチ５５もオフされると、上記オフ遅延回路２６０のオフ遅延機能によりオフ遅延時間Ｔｈを経過した後、時刻ｔ７において、第１ＦＥＴ５１はオフ状態となって打込みサイクルを終了する。
【００７６】
このような実施形態によれば、時刻ｔ５における通電停止時のモータ７の回転数は、所定値以下になっており、その回転エネルギーは小さくなっているので、モータ７への通電停止後の回転慣性に基づくバネ９の圧縮量は小さく、さらに、その制御ばらつきも電池４の電池電圧等の影響を受けないので小さくできる。従って、図１３の（ｅ）に示すように、予め設定したドラム１３の停止回転角度（例えば、２００度）を、プランジャ８が開放されて釘を打込む時刻ｔ２における打込み開始回転角度（例えば、２７０度）に近づけることができる。その結果、プランジャ８の停止位置は、図１３の（ｈ）に示すように、上死点の位置Ｐｍに対して半分（Ｐｍ／２）以上の上死点側の停止位置（Ｐｈ）に設定することができ、打込み開始位置（Ｐｏ）に出来る限り近づけることができる。
【００７７】
従って、プランジャ８の停止位置Ｐｈを打込み開始位置Ｐｏの近くに設定できるので、次の釘打込みサイクルにおける打込み操作に対する実際の打込みまでの時間を速くすることができ、これにより打込みフィーリングを向上させることができる。本実施形態によれば、図１３に示した動作時間Ｔ１（時刻ｔ１〜時刻ｔ５の時間）を、２００ｍｓ乃至１ｓに設定することができ、特に、２００ｍｓ乃至５００ｍｓの範囲に設定する場合には、打込みフィーリングを著しく向上させることができる。
【００７８】
なお、モータ７のパルス駆動による減速は、動作検知スイッチ５６がオンしたときの検出信号に基づいてマイコン５３が第２ＦＥＴ５２を所定値のデューティーで駆動し、モータ７への印加電圧を実質的に減少させてもよい。このパルス駆動方式のデューティーは、予め決めておいた値を一定値として使用してもよく、また、動作検知スイッチ５６のオン時にモータ電圧検知回路６９によって検知したモータ７の回転数から計算したデューティーに設定してもよい。この場合、ＰＩ制御でデューティーを逐次可変させる制御に比較して安価なマイコンを使うことができる。さらに、上記実施形態では減速を開始する時期を、動作検知スイッチ５６がオン出力する時刻ｔ４としたが、動作検知スイッチ５６の出力によらず、打込検知スイッチ５７の出力の後において、所定時間（例えば、時刻ｔ２〜時刻ｔ４の範囲内の時間）を経過した後でもよい。
【００７９】
上記実施形態によれば、打込みバネ９として従来のものより大きいバネエネルギー、例えば、５〜１０倍のバネエネルギーを使用しても、プランジャ８の初期状態の停止位置Ｐｈを打込み開始位置Ｐｏの近くに精度よく圧縮しておくことができるので、次の打込みサイクルでの打込み前のバネ圧縮時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２の時間）を短縮できる。よって、プッシュスイッチ５５等の打込み操作スイッチの動作から実際の打込みまでの時間を短縮することができ、打込みフィーリングを向上させることができる。特に、多数本の釘を一連の動作で打てる連発モード動作時において、タイムラグが無く、打込みフィーリングが良い打込機を提供できる。
【００８０】
また、上記実施態様によれば、論理回路６０（第１の制御系回路）を構成するオフ遅延回路２６０は、プッシュスイッチ５５がオフ状態となっても、第１ＦＥＴ５１が直ちにオフされないようにするために設けられ、プッシュスイッチ５５のオフ後の所定時間Ｔｈ、第１ＦＥＴ５１をオン状態に保持させる機能を持つ。これによって、もし、プッシュスイッチ５５が、第２ＦＥＴ５２のオフする時点より以前にオフされても、第１ＦＥＴ５１のオン状態の時間Ｔ２（図１３の（ｃ）参照）が、第２ＦＥＴ５２のオン状態の時間Ｔ１（図１３の（ｄ）参照）より長くなるように保持することが可能となり、モータ７に所定時間（Ｔ１）、電力を供給することが可能となる。これによって、図１３の（ｈ）に示すように、プランジャ８の初期状態の位置を、最高位置Ｐｍの１／２以上の位置Ｐｈに制御することが容易となる。特に、第１の制御系回路（論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１）による所定時間Ｔｈのオン状態保持機能は、プッシュスイッチ５５のオン時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ６の時間）が、第２ＦＥＴ５２のオン時間Ｔ１より短くなる場合が多い連発モードの釘打込み動作において、有利な効果を奏する。
【００８１】
また、上記実施態様によれば、万が一、第１ＦＥＴ５１、第２ＦＥＴ５２のうちの一方が、半導体素子の不良事故に多い、熱破壊等によるオン故障が発生しても、モータ７の異常な動作が防止できるので、信頼性を確保することができる。
【００８２】
以上の実施形態より明らかにされるように、本発明によれば、プランジャが下死点側へ移動した後にモータの駆動力によって再び上死点側の初期状態の所定位置へ移動するときに、動作検知スイッチの検出信号に基づいて、モータの回転速度を所定値以下に減速させ、かつ減速させたモータを停止させるように構成したので、打込み終了後においてプランジャの停止位置を、打込み開始位置（Ｐｏ）に出来る限り近い所定位置（Ｐｈ）に制御することができる。これにより、打込みサイクルの終了時において、打込み用バネを所定の打込みエネルギーを持つように確実に圧縮させて終了することができ、次の打込みサイクルにおけるバネ圧縮時間を短縮し、全体の打込み時間を短縮できる。従って、打込みフィーリングを向上させることができる。
【００８３】
また、モータ駆動用半導体スイッチング素子として少なくとも一対の半導体スイッチング素子を使用し、それぞれ独立した一対の制御系回路で制御するので、打込機の停止状態における信頼性も向上させることができる。
【００８４】
なお、本発明の上記実施態様では、操作スイッチとしてトリガスイッチおよびプッシュスイッチを適用した場合について述べたが、他の操作スイッチを適用することができる。また、トリガスイッチをプッシュスイッチに優先させて操作させた場合について述べたが、プッシュスイッチを優先させて操作させても同様に構成できる。さらに、トリガスイッチおよびプッシュスイッチは、通常はオフ状態にあるノーマリオフ型スイッチを使用したが、通常はオン状態にあるノーマリオン型スイッチを適用してもよい。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係る留め具打込機の部分断面を含む側面図。
【図２】図１に示した留め具打込機の部分断面を含む上面図。
【図３】図１に示した留め具打込機の部分断面を含む後面図。
【図４】図３に示した留め具打込機を構成するバネ圧縮駆動部の斜視図。
【図５】図４に示したバネ圧縮駆動部を一部展開した斜視図。
【図６】図４に示したバネ圧縮駆動部の全体を展開した斜視図。
【図７】図５に示したバネ圧縮駆動部の基準状態を示す斜視図。
【図８】図５に示したバネ圧縮駆動部の１３５度回転した状態を示す斜視図。
【図９】図５に示したバネ圧縮駆動部の２７０度回転した状態を示す斜視図。
【図１０】図５に示したバネ圧縮駆動部の逆回転した状態を示す斜視図。
【図１１】図１に示した留め具打込機に使用されるコントローラのブロック図。
【図１２】図１に示したコントローラに使用される制御回路の一例を示す回路図。
【図１３】本発明の実施形態に係る留め具打込機の動作に係るタイムチャート。
【符号の説明】
【００８６】
１：留め具打込機      ２：胴体ハウジング部      ２ａ：壁部      ２ｂ：取付部
３：ハンドルハウジング部      ４：電池パック      ５：ノーズ
５ａ：射出部通路      ６：マガジン      ６ａ：給送部材      ７：モータ
７ａ：回転出力軸      ８：プランジャ      ８ａ：ブレード
８ｂ：プランジャプレート      ９：バネ（コイルバネ）      １０：トリガ
１１：遊星ギア      １２：ダンパ      １３：ドラム（回転体）
１３ａ：ドラムダンパ係合部      １３ｂ：ドラム谷部      １３ｃ：ドラムダンパ
１４：第１のプーリー      １５：第２のプーリー      １６：ワイア
１７：動力伝達ピン      １７ａ：ピンスライド部      １７ｂ：ピン引掛け部
１８：ガイドプレート      １８ａ：ガイド溝      １８ｂ：ガイド突起部
１９：減速機構部の回転出力軸      ２０：キー      ２１：ピン支持プレート
２１ａ：ピン支持スライド部      ２１ｂ：キー溝      ２２：ドラムフック
２２ａ：フック部      ２２ｂ：ベアリング      ２３：釘（留め具）
２４：一方向クラッチ      ４０：ベルト      ５０：コントローラ
５１：第１の半導体スイッチング素子（第１ＦＥＴ）
５２：第２の半導体スイッチング素子（第２ＦＥＴ）      ５３：マイコン
５４：トリガスイッチ（第１の操作スイッチ）
５５：プッシュスイッチ（第２の操作スイッチ）
５６：動作検知スイッチ（停止スイッチ）      ５６ａ：スイッチ部
５６ｂ：回転押圧部（カム部）      ５７：打込検知スイッチ
５８：釘残量検知スイッチ      ５９：電源スイッチ      ６０：論理回路
６１：第１ＦＥＴ駆動回路（第１半導体スイッチング素子駆動回路）
６２：第２ＦＥＴ駆動回路（第２半導体スイッチング素子駆動回路）
６３：電源スイッチ検知回路      ６４：コントローラ電源スイッチ
６５：１５分タイマ      ６６：単発／連発モードスイッチ
６７：電池電圧検知回路      ６８：センサ検知回路      ８０：減速機構部
８１：バネ圧縮駆動部      １６０：アンド論理回路部
１６１、１６２：ダイオード      １６３、１６４、１６５：抵抗
１６６：オペアンプ      ２６０：オフ遅延回路      ２６１：ダイオード
２６２：抵抗      ２６３：コンデンサ      ２６４：抵抗      ５４１、５５１：抵抗
６１１：抵抗      ６１２：ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ      ６１３：抵抗
６１４：ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ      ６１５、６１６：抵抗
６２１：抵抗      ６２２：ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ      ６２３：抵抗
６２４：ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ      ６２５、６２６：抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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